ES2745578T3 - Steam boiler system and procedure to control a steam boiler system - Google Patents

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Abstract

Sistema de caldera de vapor (1) que comprende: - una caldera de vapor (5) que genera vapor a partir del agua de alimentación; - un condensador (2; 42) que transfiere calor de dicho vapor a dicha agua de alimentación; - un primer conducto de agua de alimentación (3) que conecta dicho condensador (2; 42) a una fuente de agua de alimentación (4) para suministrar agua de alimentación a dicho condensador (2; 42); - un segundo conducto de agua de alimentación (6) que conecta dicho condensador (2) a dicha caldera de vapor (5) para alimentar agua de alimentación desde dicho condensador (2) a dicha caldera de vapor (5); - un primer conducto de vapor (8; 48) que conecta dicha caldera de vapor (5) y dicho condensador (2; 42) para suministrar vapor a dicho condensador (2; 42) desde dicha caldera de vapor (5); - un depósito de condensado (22) dispuesto para recoger el condensado generado a partir de dicho vapor en dicho condensador (2; 42); - un primer conducto de condensado (14) que conecta dicho depósito de condensado (22) a una unidad de atemperación (13); comprendiendo además dicho sistema de caldera(1): - un segundo conducto de condensado (15) conectado a dicho depósito de condensado (22) y directamente a un tambor de vapor (24) en dicha caldera de vapor (5) para alimentar condensado fuera dicho depósito de condensado (22) y dentro de dicho tambor de vapor (24); - una primera válvula reguladora (19) dispuesta para regular el flujo de condensado a través de dicho segundo conducto de condensado (15); - una unidad economizadora (9) conectada al segundo conducto de agua de alimentación (6) entre dicha caldera de vapor (5) y dicho condensador (2; 42); - al menos un sensor de temperatura (26) adaptado para medir al menos un parámetro indicativo de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación (6); - una unidad de control (18) adaptada para controlar dicha primera válvula reguladora (19) al menos parcialmente en función de la información recogida por dicho sensor de temperatura (26); y - al menos un sensor de nivel de condensado (20; 44) adaptado para medir al menos un parámetro indicativo del nivel de condensado en el depósito de condensado (22), - dicha unidad de control (18) está acoplada al menos a un sensor de temperatura (26) y al menos a un sensor de nivel de condensado (20; 44); estando dicha unidad de control (18) adaptada para controlar dicha primera válvula reguladora (19) al menos parcialmente en función de la información recopilada por dicho sensor de nivel de condensado (20; 44).Steam boiler system (1) comprising: - a steam boiler (5) that generates steam from the feed water; - a condenser (2; 42) that transfers heat from said steam to said feed water; - a first feed water line (3) connecting said condenser (2; 42) to a feed water source (4) to supply feed water to said condenser (2; 42); - a second feed water line (6) connecting said condenser (2) to said steam boiler (5) to feed feed water from said condenser (2) to said steam boiler (5); - a first steam duct (8; 48) connecting said steam boiler (5) and said condenser (2; 42) to supply steam to said condenser (2; 42) from said steam boiler (5); - a condensate tank (22) arranged to collect the condensate generated from said steam in said condenser (2; 42); - a first condensate duct (14) connecting said condensate tank (22) to a tempering unit (13); said boiler system (1) further comprising: - a second condensate duct (15) connected to said condensate tank (22) and directly to a steam drum (24) in said steam boiler (5) to feed condensate outside said condensate tank (22) and inside said steam drum (24); - a first regulating valve (19) arranged to regulate the flow of condensate through said second condensate line (15); - an economizer unit (9) connected to the second feed water pipe (6) between said steam boiler (5) and said condenser (2; 42); - at least one temperature sensor (26) adapted to measure at least one parameter indicative of the temperature of the supply water in the second supply water conduit (6); - a control unit (18) adapted to control said first regulating valve (19) at least partially depending on the information collected by said temperature sensor (26); and - at least one condensate level sensor (20; 44) adapted to measure at least one parameter indicative of the level of condensate in the condensate tank (22), - said control unit (18) is coupled to at least one temperature sensor (26) and at least one condensate level sensor (20; 44); said control unit (18) being adapted to control said first regulating valve (19) at least partially based on the information collected by said condensate level sensor (20; 44).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sistema de caldera de vapor y procedimiento para controlar un sistema de caldera de vaporSteam boiler system and procedure to control a steam boiler system

Materia de la invenciónSubject of the invention

La presente invención se describe en la reivindicación 1 y se refiere a un sistema de caldera de vapor que comprende una caldera de vapor para generar vapor a partir del agua de alimentación y un condensador para transferir calor del vapor al agua de alimentación. El sistema de caldera de vapor comprende además un primer conducto de agua de alimentación para conectar el condensador a una fuente de agua de alimentación para suministrar agua de alimentación al condensador, un segundo conducto de agua de alimentación que conecta el condensador a la caldera de vapor para alimentar agua de alimentación del condensador a la caldera de vapor y un primer conducto de vapor que conecta la caldera de vapor y el condensador para suministrar vapor al condensador desde la caldera de vapor. El sistema de caldera de vapor también comprende un depósito de condensado dispuesto para recoger el condensado generado por el vapor en el condensador y un primer conducto de condensado para conectar el depósito de condensado a una unidad de atemperación.The present invention is described in claim 1 and relates to a steam boiler system comprising a steam boiler to generate steam from the feed water and a condenser to transfer heat from the steam to the feed water. The steam boiler system further comprises a first feed water line to connect the condenser to a feed water source to supply feed water to the condenser, a second feed water line that connects the condenser to the steam boiler to supply feed water from the condenser to the steam boiler and a first steam line connecting the steam boiler and the condenser to supply steam to the condenser from the steam boiler. The steam boiler system also comprises a condensate tank arranged to collect the steam-generated condensate in the condenser and a first condensate line to connect the condensate tank to a tempering unit.

La invención también se describe en la reivindicación 3 y también se refiere a un procedimiento para controlar un sistema de caldera de vapor, el cual sistema de caldera de vapor comprende una caldera de vapor, un condensador, un primer conducto de agua de alimentación para conectar el condensador a una fuente de agua de alimentación, un segundo conducto de agua de alimentación que conecta el condensador a la caldera de vapor, un primer conducto de vapor que conecta la caldera de vapor y el condensador, un depósito de condensado y un primer conducto de condensado para conectar el depósito de condensado a una unidad de atemperación. El procedimiento comprende las etapas de suministrar agua de alimentación al condensador a través del primer conducto de agua de alimentación, suministrar agua de alimentación desde el condensador a la caldera de vapor a través del segundo conducto de agua de alimentación, utilizar la caldera de vapor para generar vapor a partir del agua de alimentación, suministrar vapor desde la caldera de vapor al condensador a través del primer conducto de vapor, utilizar el condensador para transferir calor del vapor al agua de alimentación para precalentar el agua de alimentación y generar condensado del vapor, y recoger el condensado en el depósito de condensado.The invention is also described in claim 3 and also relates to a method for controlling a steam boiler system, which steam boiler system comprises a steam boiler, a condenser, a first feed water line to connect the condenser to a feed water source, a second feed water line connecting the condenser to the steam boiler, a first steam line connecting the steam boiler and the condenser, a condensate tank and a first line line to connect the condensate tank to a tempering unit. The procedure comprises the steps of supplying feed water to the condenser through the first feed water line, supplying feed water from the condenser to the steam boiler through the second feed water line, using the steam boiler to generate steam from the feed water, supply steam from the steam boiler to the condenser through the first steam duct, use the condenser to transfer heat from the steam to the feed water to preheat the feed water and generate steam condensate, and collect the condensate in the condensate tank.

Antecedentes de la invenciónBackground of the Invention

Un sistema de caldera de vapor comprende una caldera de vapor adaptada para vaporizar agua de alimentación para generar vapor. El vapor puede usarse para muchos propósitos diferentes, por ejemplo, para generar movimiento giratorio en una turbina.A steam boiler system comprises a steam boiler adapted to vaporize feed water to generate steam. Steam can be used for many different purposes, for example to generate rotary motion in a turbine.

Es preferible utilizar sistemas de caldera de vapor con alta eficiencia térmica. Una forma de aumentar la eficiencia térmica de un sistema de caldera de vapor es incorporar sobrecalentadores en el sistema. El vapor saturado de la caldera de vapor es guiado a través de los sobrecalentadores para generar vapor sobrecalentado con alta energía interna. También es más probable que el vapor sobrecalentado se mantenga por encima de la temperatura de condensación del vapor de agua, lo que reduce el riesgo de daños por corrosión en el sistema de caldera y en cualquier aplicación conectada al mismo.It is preferable to use steam boiler systems with high thermal efficiency. One way to increase the thermal efficiency of a steam boiler system is to incorporate superheaters into the system. The saturated steam from the steam boiler is guided through the superheaters to generate superheated steam with high internal energy. Superheated steam is also more likely to remain above the condensation temperature of water vapor, reducing the risk of corrosion damage to the boiler system and any applications connected to it.

De manera ventajosa, la temperatura del vapor sobrecalentado se regula mediante uno o más atemperadores dispuestos entre los sobrecalentadores. Los atemperadores aseguran que la temperatura del vapor sobrecalentado permanezca dentro de un intervalo predeterminado. Un tipo de atemperador de uso común es el atemperador de agua de pulverización. El atemperador de agua de pulverización utiliza agua de pulverización para regular la temperatura del vapor sobrecalentado.Advantageously, the temperature of the superheated steam is regulated by one or more desuperheaters arranged between the superheaters. Desuperheaters ensure that the temperature of the superheated steam remains within a predetermined range. A common type of desuperheater is the spray water desuperheater. The spray water desuperheater uses spray water to regulate the temperature of the superheated steam.

Es importante usar agua de pulverización pura para evitar la contaminación del vapor sobrecalentado. El documento GB 686.008 se refiere a un procedimiento de producción de condensado para usar como agua de pulverización en un atemperador. El vapor saturado producido en una caldera es guiado a un condensador, en el cual el agua de alimentación suministrada desde un depósito de agua de alimentación se utiliza como refrigerante para la generación de condensado a partir del vapor saturado. El condensado se recoge en un tanque de condensado y se entrega al atemperador o se devuelve al depósito de agua de alimentación. Este sistema se conoce como sistema de atemperación de agua de pulverización Dolezal.It is important to use pure spray water to avoid contamination from superheated steam. GB 686,008 refers to a process for producing condensate for use as spray water in a desuperheater. The saturated steam produced in a boiler is guided to a condenser, in which the feed water supplied from a feed water tank is used as a refrigerant for the generation of condensate from the saturated steam. The condensate is collected in a condensate tank and either delivered to the desuperheater or returned to the feed water tank. This system is known as the Dolezal spray water tempering system.

Otra forma de aumentar la eficiencia térmica de un sistema de caldera de vapor es precalentar el agua de alimentación antes de que entre en el tambor de vapor. Por ejemplo, se conoce el uso de uno o más economizadores para precalentar el agua de alimentación. Un tipo común de economizador utiliza gases calientes resultantes de la combustión de la caldera de vapor para precalentar el agua de alimentación. Un problema asociado con este tipo de economizador es que una temperatura baja del agua de alimentación puede provocar daños por corrosión en el punto de rocío en el economizador. La corrosión en el punto de rocío ocurre cuando los ácidos y compuestos corrosivos de los gases de combustión se condensan en las superficies de calentamiento del economizador. Los documentos US2012/255303 A1 y GB 686054 A también describen calderas de vapor del estado de la técnica.Another way to increase the thermal efficiency of a steam boiler system is to preheat the feed water before it enters the steam drum. For example, the use of one or more economizers to preheat feed water is known. A common type of economizer uses hot gases resulting from the combustion of the steam boiler to preheat the feed water. A problem associated with this type of economizer is that a low feed water temperature can cause dew point corrosion damage in the economizer. Dew point corrosion occurs when acids and corrosive compounds from the flue gases condense on the heating surfaces of the economizer. US2012 / 255303 A1 and GB 686054 A also describe prior art steam boilers.

Objeto de la invenciónObject of the invention

Un primer objeto de la invención es proporcionar un sistema de caldera de vapor compacto y térmicamente eficiente. Un segundo objeto de la invención es proporcionar un procedimiento para el control eficiente de dicho sistema de caldera de vapor.A first object of the invention is to provide a compact and thermally efficient steam boiler system. A second object of the invention is to provide a method for the efficient control of said steam boiler system.

DefinicionesDefinitions

La expresión "conectado a, conectada a" no siempre significa conectado directamente a. Los elementos conectados pueden conectarse por medio de elementos intermedios.The expression "connected to, connected to" does not always mean directly connected to. The connected elements can be connected by means of intermediate elements.

Una "caldera de vapor", tal como se define en la presente memoria descriptiva, comprende un tambor de vapor en el que se separan el vapor y el agua de la caldera. El tambor de vapor puede estar dispuesto adyacente a una o más partes de la caldera de vapor, por ejemplo, un horno, o a una distancia de las otras partes de la caldera de vapor. Un "conducto" es un dispositivo adecuado para transportar un fluido. Un conducto puede consistir en un único elemento o comprender una pluralidad de elementos conectados.A "steam boiler", as defined herein, comprises a steam drum in which steam and water are separated from the boiler. The steam drum may be arranged adjacent one or more parts of the steam boiler, for example an oven, or at a distance from the other parts of the steam boiler. A "conduit" is a suitable device for transporting a fluid. A duct may consist of a single element or comprise a plurality of connected elements.

El agua que fluye desde una fuente de agua de alimentación hacia el tambor de vapor se denomina "agua de alimentación" mientras que el agua que circula en la caldera de vapor a través del tambor de vapor y los tubos de agua de la caldera se denomina "agua de caldera".The water that flows from a source of feed water to the steam drum is called "feed water" while the water flowing in the steam boiler through the steam drum and the boiler water pipes is called "boiler water".

Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention

El primer objeto de la invención se logra con un sistema de caldera según se define en el preámbulo de la presente solicitud. El sistema de caldera de acuerdo con la invención comprende además un segundo conducto de condensado conectado al depósito de condensado para alimentar el condensado fuera del depósito de condensado y una primera válvula reguladora dispuesta para regular el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado.The first object of the invention is achieved with a boiler system as defined in the preamble of the present application. The boiler system according to the invention further comprises a second condensate line connected to the condensate tank to feed the condensate out of the condensate tank and a first regulating valve arranged to regulate the flow of condensate through the second condensate line.

La primera válvula reguladora permite el ajuste del nivel de condensado en el depósito de condensado, de modo que el nivel de condensado puede controlarse independientemente del caudal de condensado a través del primer conducto de condensado dispuesto para suministrar condensado a la unidad de atemperación.The first regulating valve allows adjustment of the condensate level in the condensate tank, so that the condensate level can be controlled independently of the condensate flow through the first condensate line arranged to supply condensate to the tempering unit.

Un condensador de acuerdo con la invención comprende un sistema interno de conducción de agua de alimentación que comprende al menos un conducto interno de agua de alimentación que conecta el primer y el segundo conducto de agua de alimentación. El sistema interno de conducción de agua de alimentación se extiende al menos parcialmente a través de un depósito de condensado, en el que las superficies del sistema interno de conducción de agua de alimentación pueden exponerse al vapor de la caldera de vapor, de modo que el calor del vapor se transfiere al agua de alimentación que fluye a través del sistema interno de conducción de agua de alimentación. El depósito de condensado también está dispuesto para recoger el condensado generado por el vapor. Cuanto mayor sea el nivel de condensado en el depósito de condensado, menor será la superficie del sistema interno de conducción de agua de alimentación expuesta al vapor y menor será la velocidad de transferencia de calor del vapor al agua de alimentación. Esto significa que el nivel de condensado en el depósito de condensado se puede utilizar para regular la velocidad de transferencia de calor en el condensador. En consecuencia, el control independiente del nivel de condensado en el depósito de condensado permite un control de transferencia de calor independiente y, por lo tanto, permite un control independiente de la temperatura del agua de alimentación que sale del condensador. Por lo tanto, el condensador en el sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención actúa no solo como un medio para suministrar condensado a la unidad de atemperación, sino también como un medio para precalentar y regular la temperatura del agua de alimentación. Esto permite un sistema de caldera de vapor compacto y térmicamente eficiente.A condenser according to the invention comprises an internal supply water conduit system comprising at least one internal supply water conduit connecting the first and second supply water conduits. The internal feed water line system extends at least partially through a condensate reservoir, in which the surfaces of the internal feed water line system can be exposed to steam from the steam boiler, so that the Heat from the steam is transferred to the feed water that flows through the internal feed water conduction system. The condensate tank is also arranged to collect the condensate generated by the steam. The higher the level of condensate in the condensate tank, the smaller the surface of the internal feed water conduction system exposed to the steam and the lower the rate of heat transfer from the steam to the feed water. This means that the level of condensate in the condensate tank can be used to regulate the rate of heat transfer in the condenser. Consequently, independent control of the level of condensate in the condensate tank allows independent heat transfer control and, therefore, allows independent control of the temperature of the feed water leaving the condenser. Therefore, the condenser in the steam boiler system according to the invention acts not only as a means of supplying condensate to the tempering unit, but also as a means of preheating and regulating the temperature of the feed water. This enables a compact and thermally efficient steam boiler system.

Se pueden conectar uno o más tanques de condensado al segundo conducto de condensado entre la primera válvula reguladora y el depósito de condensado en el condensador. Es decir, cada tanque de condensado está conectado al depósito de condensado y está dispuesto para recoger el condensado del condensador.One or more condensate tanks can be connected to the second condensate line between the first regulating valve and the condensate tank in the condenser. That is, each condensate tank is connected to the condensate tank and is arranged to collect the condensate from the condenser.

La primera válvula reguladora está conectada adecuadamente al segundo conducto de condensado. Sin embargo, la primera válvula reguladora también puede estar conectada a un medio separado conectado al segundo conducto de condensado, estando dicho medio separado adaptado para guiar el condensado hacia o desde el segundo conducto de condensado. The first regulating valve is properly connected to the second condensate line. However, the first regulating valve may also be connected to a separate means connected to the second condensate line, said separate means being adapted to guide the condensate to or from the second condensate line.

El hecho de que el sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención permita un control independiente de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación lo hace adecuado para su uso con una unidad economizadora. La unidad economizadora se conecta de forma adecuada al segundo conducto de agua de alimentación entre la caldera de vapor y el condensador. Una unidad economizadora de acuerdo con la invención puede comprender cualquier número de economizadores. El control independiente del nivel de condensado en el depósito de condensado permite garantizar que la temperatura del agua de alimentación que entra en la unidad economizadora se mantenga por encima de una temperatura inferior predeterminada. Eso permite garantizar que no se produzca corrosión en el punto de rocío en la unidad economizadora. La temperatura del agua de alimentación que entra en la unidad economizadora también puede mantenerse por debajo de una temperatura superior predeterminada para minimizar el riesgo de generación de vapor en el economizador, es decir, la velocidad de transferencia de calor del vapor al agua de alimentación en el condensador se puede reducir cuando la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación se aproxima a la temperatura superior predeterminada.The fact that the steam boiler system according to the invention allows independent control of the feed water temperature in the second feed water line makes it suitable for use with an economizer unit. The economizer unit is properly connected to the second feed water line between the steam boiler and the condenser. An economizer unit according to the invention can comprise any number of economizers. Independent control of the level of condensate in the condensate tank ensures that the temperature of the feed water entering the economizer unit is maintained above a predetermined lower temperature. This ensures that no dew point corrosion occurs in the economizer unit. The temperature of the feed water entering the economizer unit can also be kept below a predetermined higher temperature to minimize the risk of steam generation in the economizer, i.e. the rate of heat transfer from the steam to the feed water at the condenser can be reduced when the temperature of the feed water in the second feed water line approaches the predetermined upper temperature.

De manera ventajosa, el sistema de caldera de vapor comprende al menos un sensor de temperatura adaptado para medir al menos un parámetro indicativo de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación, y una unidad de control acoplada al sensor de temperatura y a la primera válvula reguladora, la cual unidad de control está adaptada para controlar la primera válvula reguladora, al menos parcialmente, en función de la información recopilada por el sensor de temperatura. En aquellas realizaciones en las que el sistema de caldera comprende una unidad economizadora, la temperatura del agua de alimentación se mide preferiblemente en un punto corriente arriba y/o cerca de la entrada a la unidad economizadora.Advantageously, the steam boiler system comprises at least one temperature sensor adapted to measure at least one parameter indicative of the temperature of the feed water in the second feed water line, and a control unit coupled to the fuel sensor. temperature and to the first regulating valve, which control unit is adapted to control the first regulating valve, at least partially, depending on the information collected by the temperature sensor. In those embodiments where the boiler system comprises an economizer unit, the feed water temperature is preferably measured at a point upstream and / or near the entrance to the economizer unit.

De manera ventajosa, el sistema de caldera de vapor comprende al menos un sensor de nivel de condensado adaptado para medir al menos un parámetro indicativo del nivel de condensado en el depósito de condensado, y la unidad de control está adaptada, de manera ventajosa, para controlar la primera válvula reguladora al menos parcialmente en función de la información recopilada por el sensor de nivel de condensado. Los sensores de nivel de condensado adecuados son, por ejemplo, sensores de presión hidrostática y sensores de nivel de radar.Advantageously, the steam boiler system comprises at least one condensate level sensor adapted to measure at least one parameter indicative of the level of condensate in the condensate tank, and the control unit is advantageously adapted to control the first regulating valve at least partially based on the information collected by the condensate level sensor. Suitable condensate level sensors are, for example, hydrostatic pressure sensors and radar level sensors.

De manera ventajosa, el sistema de caldera de vapor comprende al menos uno de dichos sensores de temperatura y al menos uno de dichos sensores de nivel de condensado, y la unidad de control está adaptada, de manera ventajosa, para recopilar información de ambos sensores y usar dicha información para controlar la primera válvula reguladora.Advantageously, the steam boiler system comprises at least one of said temperature sensors and at least one of said condensate level sensors, and the control unit is advantageously adapted to collect information from both sensors and use that information to control the first regulating valve.

El segundo conducto de condensado y la primera válvula reguladora se usan para regular el nivel de condensado en el depósito de condensado. El segundo conducto de condensado puede estar dispuesto para conducir el condensado desde el depósito de condensado a una o más partes del sistema de caldera de vapor y/o fuera del sistema de caldera de vapor. Por ejemplo, el segundo conducto de condensado puede disponerse para suministrar condensado a la caldera de vapor, preferiblemente al tambor de vapor en la caldera de vapor. Esta realización es ventajosa porque permite una reducción del flujo de agua de alimentación desde la fuente de agua de alimentación al tambor de vapor. El segundo conducto de condensado también puede estar dispuesto para conducir el condensado a la fuente de agua de alimentación. El segundo conducto de condensado también puede estar dispuesto para guiar parte del condensado a la caldera de vapor y parte del condensado a la fuente de agua de alimentación.The second condensate line and the first regulating valve are used to regulate the level of condensate in the condensate tank. The second condensate line may be arranged to conduct condensate from the condensate reservoir to one or more parts of the steam boiler system and / or outside of the steam boiler system. For example, the second condensate line can be arranged to supply condensate to the steam boiler, preferably to the steam drum in the steam boiler. This embodiment is advantageous in that it allows a reduction in the flow of feed water from the feed water source to the steam drum. The second condensate line can also be arranged to conduct the condensate to the source of the feed water. The second condensate line can also be arranged to guide part of the condensate to the steam boiler and part of the condensate to the source of feed water.

El fondo del depósito de condensado está dispuesto, de manera ventajosa, para que el condensado pueda fluir por gravedad a la(s) parte(s) indicada(s) del sistema de caldera de vapor o fuera del sistema de caldera de vapor. Por ejemplo, el depósito de condensado está ubicado, de manera ventajosa, sobre el tambor de vapor en la caldera de vapor cuando el segundo conducto de condensado está dispuesto para guiar el condensado desde el depósito de condensado al tambor de vapor. También es posible usar una o más bombas para mover el condensado a través del segundo conducto de condensado.The bottom of the condensate tank is advantageously arranged so that the condensate can flow by gravity to the indicated part (s) of the steam boiler system or out of the steam boiler system. For example, the condensate tank is advantageously located on the steam drum in the steam boiler when the second condensate line is arranged to guide the condensate from the condensate tank to the steam drum. It is also possible to use one or more pumps to move the condensate through the second condensate line.

El segundo conducto de condensado está conectado, de manera ventajosa, al fondo o cerca del fondo del depósito de condensado. Esta disposición aumenta el alcance del nivel de condensado.The second condensate line is advantageously connected to the bottom or near the bottom of the condensate tank. This arrangement increases the scope of the condensate level.

El sistema de caldera de acuerdo con la invención resulta particularmente adecuado para su uso con una unidad de atemperación de agua de pulverización, puesto que el agua condensada es suficientemente pura para inyectarse como refrigerante en el vapor sobrecalentado. Sin embargo, la invención también es compatible con otros tipos de unidades de atemperación.The boiler system according to the invention is particularly suitable for use with a spray water tempering unit, since the condensed water is pure enough to be injected as a coolant into the superheated steam. However, the invention is also compatible with other types of tempering units.

El sistema de caldera de vapor puede comprender más de un condensador. Estos condensadores pueden disponerse de muchas maneras diferentes en el sistema de caldera de vapor y utilizar conductos, unidades de control, válvulas reguladoras y sensores separados o comunes.The steam boiler system can comprise more than one condenser. These condensers can be arranged in many different ways in the steam boiler system and use separate or common ducts, control units, regulating valves and sensors.

En una realización, el sistema de caldera de vapor comprende dos condensadores conectados a la misma caldera de vapor por medio de primeros conductos de vapor separados. Los condensadores están conectados a los mismos primer y segundo conductos de agua de alimentación y a los mismos primer y segundo conductos de condensado. El sistema de caldera de vapor puede comprender una primera válvula reguladora única dispuesta para regular el flujo de condensado a los condensadores o dos primeras válvulas reguladoras, estando cada primera válvula reguladora adaptada para regular el flujo de condensado desde un condensador respectivo.In one embodiment, the steam boiler system comprises two condensers connected to the same boiler of steam by means of separate first steam ducts. Condensers are connected to the same first and second feed water lines and to the same first and second condensate lines. The steam boiler system may comprise a single first regulating valve arranged to regulate the flow of condensate to the condensers or two first regulating valves, each first regulating valve being adapted to regulate the flow of condensate from a respective condenser.

El segundo objeto de la invención se logra con un procedimiento para controlar un sistema de caldera de vapor tal como se define en el preámbulo de la presente solicitud. El procedimiento comprende además la etapa de controlar un flujo de condensado desde el depósito de condensado a través de un segundo conducto de condensado conectado al depósito de condensado por medio de una primera válvula reguladora.The second object of the invention is achieved with a method for controlling a steam boiler system as defined in the preamble of the present application. The method further comprises the step of controlling a flow of condensate from the condensate tank through a second condensate line connected to the condensate tank by means of a first regulating valve.

Tal como se mencionó anteriormente, esta disposición permite un control independiente de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación y, por lo tanto, permite un control eficiente de un sistema de caldera de vapor compacto y térmicamente eficiente en el que el condensador también actúa como precalentador del agua de alimentación.As mentioned above, this arrangement allows independent control of the feed water temperature in the second feed water line and therefore allows efficient control of a compact and thermally efficient steam boiler system in the that the condenser also acts as a preheater for the feed water.

De manera ventajosa, el procedimiento comprende la etapa de regular el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado para asegurar que la temperatura del agua de alimentación en un punto específico en el segundo conducto de agua de alimentación se mantenga por encima de una temperatura inferior predeterminada. Esta etapa resulta particularmente ventajosa cuando el sistema de caldera de vapor comprende una unidad economizadora conectada al segundo conducto de agua de alimentación entre el condensador y la caldera de vapor, ya que permite garantizar que la temperatura del agua de alimentación que entra en la unidad economizadora se mantenga por encima de una temperatura que pueda provocar corrosión en el punto de rocío en la unidad economizadora.Advantageously, the method comprises the step of regulating the flow of condensate through the second condensate line to ensure that the temperature of the feed water at a specific point in the second feed water line is maintained above a temperature bottom default. This stage is particularly advantageous when the steam boiler system comprises an economizer unit connected to the second feed water line between the condenser and the steam boiler, since it ensures that the temperature of the feed water entering the economizer unit is maintained above a temperature that can cause dew point corrosion in the economizer unit.

El procedimiento también puede comprender la etapa de regular el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado para asegurar que la temperatura del agua de alimentación en dicho punto específico en el segundo conducto de agua de alimentación se mantenga por debajo de una temperatura superior predeterminada. Cuando la temperatura medida del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación se aproxima a la temperatura superior predeterminada, la unidad de control usa la primera válvula reguladora para aumentar el nivel de condensado en el depósito de condensado y así reducir la velocidad de transferencia de calor en el condensador. Esta realización resulta particularmente ventajosa cuando el sistema de caldera de vapor comprende una unidad economizadora conectada al segundo conducto de agua de alimentación, puesto que reduce el riesgo de ebullición en la unidad economizadora.The method may also comprise the step of regulating the flow of condensate through the second condensate line to ensure that the temperature of the feed water at said specific point in the second feed water line is kept below a predetermined higher temperature. . When the measured temperature of the feed water in the second feed water line approaches the predetermined upper temperature, the control unit uses the first regulating valve to increase the level of condensate in the condensate tank and thus reduce the speed of heat transfer in the condenser. This embodiment is particularly advantageous when the steam boiler system comprises an economizer unit connected to the second feed water line, since it reduces the risk of boiling in the economizer unit.

En estas realizaciones, la temperatura se mide, de manera ventajosa, en un punto corriente arriba y/o cerca de la entrada a la unidad economizadora.In these embodiments, the temperature is advantageously measured at a point upstream and / or near the entrance to the economizer unit.

El procedimiento también puede comprender la etapa de regular el flujo de condensado a través de dicho segundo conducto de condensado para asegurar que el nivel de condensado en el depósito de condensado se mantenga dentro de un intervalo predeterminado. Por ejemplo, puede ser deseable asegurarse de que el nivel de condensado en el depósito de condensado permanezca por encima de un nivel mínimo para garantizar que haya suficiente condensado en el depósito de condensado para la unidad de atemperación. También puede ser deseable asegurarse de que el nivel de condensado permanezca por debajo de un nivel máximo predeterminado, para asegurar que alguna parte del sistema interno de conducción de agua de alimentación permanezca expuesta y, por lo tanto, mantenga al menos una velocidad mínima de transferencia de calor en el condensador.The method may also comprise the step of regulating the flow of condensate through said second condensate line to ensure that the level of condensate in the condensate tank is maintained within a predetermined range. For example, it may be desirable to ensure that the level of condensate in the condensate tank remains above a minimum level to ensure that there is sufficient condensate in the condensate tank for the tempering unit. It may also be desirable to ensure that the condensate level remains below a predetermined maximum level, to ensure that some part of the internal feedwater conduction system remains exposed and therefore maintains at least a minimum transfer rate. of heat in the condenser.

De manera ventajosa, el procedimiento comprende las etapas de medir continuamente al menos un parámetro indicativo de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación, y controlar la primera válvula reguladora al menos parcialmente en función de los valores de los parámetros medidos. Esta etapa permite un control automatizado y preciso de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación. En aquellas realizaciones en las que el segundo conducto de agua de alimentación está conectado a una unidad economizadora, la temperatura se mide, de manera ventajosa, en un punto corriente arriba y/o cerca de la entrada a la unidad economizadora.Advantageously, the method comprises the steps of continuously measuring at least one parameter indicative of the temperature of the feed water in the second feed water line, and controlling the first regulating valve at least partially depending on the parameter values. measured. This stage allows precise and automated control of the feed water temperature in the second feed water line. In those embodiments where the second feed water line is connected to an economizer unit, the temperature is advantageously measured at a point upstream and / or near the entrance to the economizer unit.

De manera ventajosa, el procedimiento comprende las etapas de medir continuamente al menos un parámetro indicativo del nivel de condensado en el depósito de condensado y controlar la primera válvula reguladora al menos parcialmente en función de dichos valores de los parámetros medidos. Estas mediciones pueden usarse para asegurar que el nivel de condensado permanezca dentro de un intervalo predeterminado.Advantageously, the method comprises the steps of continuously measuring at least one parameter indicative of the level of condensate in the condensate tank and controlling the first regulating valve at least partially as a function of said values of the measured parameters. These measurements can be used to ensure that the condensate level remains within a predetermined range.

En algunas realizaciones, el sistema de caldera de vapor puede comprender más de un sensor y los sensores pueden adaptarse para medir una pluralidad de parámetros diferentes. Por ejemplo, el procedimiento puede comprender las etapas de medir continuamente el nivel de condensado en el depósito de condensado y la temperatura en el segundo conducto de agua de alimentación y ajustar la primera válvula reguladora al menos en parte en función de la información recibida de uno o ambos sensores. In some embodiments, the steam boiler system may comprise more than one sensor, and the sensors may be adapted to measure a plurality of different parameters. For example, the method may comprise the steps of continuously measuring the level of condensate in the condensate tank and the temperature in the second feed water line and adjusting the first regulating valve at least in part based on information received from one or both sensors.

El procedimiento también puede comprender la etapa de guiar el condensado a través del segundo conducto de condensado a una o más partes adecuadas dentro y/o fuera del sistema de caldera de vapor, por ejemplo a la caldera de vapor, a la fuente de agua de alimentación y/o a un depósito de condensado separado conectado a la fuente de agua de alimentación.The method may also comprise the step of guiding the condensate through the second condensate line to one or more suitable parts inside and / or outside the steam boiler system, for example to the steam boiler, to the water source of supply and / or to a separate condensate tank connected to the supply water source.

El sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención comprende al menos uno de cada conducto. El experto en la materia entiende que un solo conducto puede reemplazarse por dos o más conductos que tengan el mismo propósito. Por ejemplo, se puede usar más de un primer conducto de agua de alimentación para conectar el condensador a la fuente de agua de alimentación y se puede usar más de un segundo conducto de agua de alimentación para conectar el condensador a la caldera de vapor. También es posible usar más del primer conducto de vapor para conectar la caldera de vapor y el condensador y usar más de un segundo conducto de condensado (y, por lo tanto, más de una primera válvula reguladora) para conectar el depósito de condensado con una o más partes del sistema de caldera de vapor y/o la fuente de agua de alimentación.The steam boiler system according to the invention comprises at least one of each duct. The person skilled in the art understands that a single conduit can be replaced by two or more conduits that have the same purpose. For example, more than one first supply water line can be used to connect the condenser to the supply water source and more than one second supply water line can be used to connect the condenser to the steam boiler. It is also possible to use more than the first steam line to connect the steam boiler and condenser and to use more than a second condensate line (and therefore more than a first regulating valve) to connect the condensate tank with a or more parts of the steam boiler system and / or the feed water source.

El experto en la materia también entiende que pueden conectarse conductos y dispositivos adicionales al sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención.The person skilled in the art also understands that additional ducts and devices can be connected to the steam boiler system according to the invention.

DibujosDrawings

A continuación, la invención se describirá con referencia a los siguientes dibujos, en los que se usan números similares para designar características similares y en los que:The invention will now be described with reference to the following drawings, in which similar numbers are used to designate similar characteristics and in which:

La Figura 1 es un dibujo esquemático de una primera realización de un sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención;Figure 1 is a schematic drawing of a first embodiment of a steam boiler system according to the invention;

La Figura 2 es una vista lateral esquemática de un condensador en el sistema de caldera de vapor de la Figura 1;Figure 2 is a schematic side view of a condenser in the steam boiler system of Figure 1;

La Figura 3 es un dibujo esquemático de una segunda realización de un sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención;Figure 3 is a schematic drawing of a second embodiment of a steam boiler system according to the invention;

La Figura 4 es un dibujo esquemático de una tercera realización de un sistema de caldera de vapor de acuerdo con la invención.Figure 4 is a schematic drawing of a third embodiment of a steam boiler system according to the invention.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

La Figura 1 muestra una primera realización del sistema de caldera de vapor 1 de acuerdo con la invención.Figure 1 shows a first embodiment of the steam boiler system 1 according to the invention.

El sistema de caldera 1 comprende un condensador 2 y un primer conducto de agua de alimentación 3 para conectar el condensador a una fuente de agua de alimentación 4. El agua de alimentación se suministra por medio de una bomba de agua de alimentación 27 desde la fuente de agua de alimentación 4 al condensador 2 a través del primer conducto de agua de alimentación 3.The boiler system 1 comprises a condenser 2 and a first feed water line 3 for connecting the condenser to a feed water source 4. The feed water is supplied by means of a feed water pump 27 from the source of feed water 4 to condenser 2 through the first feed water line 3.

El agua de alimentación fluye a través de un sistema interno de conducción de agua de alimentación 7 en el condensador 2 y desde allí a una caldera de vapor 5 a través de un segundo conducto de agua de alimentación 6. El agua de alimentación se precalienta en el condensador 2 por medio de un flujo de vapor saturado desde la caldera de vapor 5 a través de un primer conducto de vapor 8 hasta el condensador 2.The feed water flows through an internal feed water conduction system 7 in the condenser 2 and from there to a steam boiler 5 through a second feed water line 6. The feed water is preheated in condenser 2 by means of a saturated steam flow from steam boiler 5 through a first steam line 8 to condenser 2.

Una unidad economizadora 9 se conecta al segundo conducto de agua de alimentación 6 entre la caldera de vapor 5 y el condensador 2. En esta realización, la unidad economizadora 9 comprende un primer y un segundo economizador 9a, 9b. En realizaciones alternativas, la unidad economizadora 9 puede comprender un economizador único o más de dos economizadores. La unidad economizadora 9 utiliza gases de combustión calientes de la caldera de vapor 5 para elevar la temperatura del agua de alimentación que fluye a través de la misma. Los gases de combustión se suministran a través de un conducto de gas de combustión 10.An economizer unit 9 is connected to the second feed water line 6 between the steam boiler 5 and the condenser 2. In this embodiment, the economizer unit 9 comprises a first and a second economizer 9a, 9b. In alternative embodiments, economizer unit 9 may comprise a single economizer or more than two economizers. The economizer unit 9 uses hot combustion gases from the steam boiler 5 to raise the temperature of the feed water flowing through it. The flue gases are supplied through a flue gas line 10.

El agua de alimentación puede precalentarse en el condensador 2 para garantizar que los ácidos y compuestos corrosivos en los gases de combustión no se condensen cuando los gases de combustión se enfrían en la unidad economizadora 9. Si es posible, la temperatura del agua de alimentación también se mantiene a una temperatura por debajo de una temperatura superior predeterminada para reducir el riesgo de ebullición en la unidad economizadora 9. Es decir, la velocidad de transferencia de calor del vapor al agua de alimentación en el condensador puede reducirse si la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación se acerca a la temperatura superior predeterminada. The feed water can be preheated in condenser 2 to ensure that the acids and corrosive compounds in the flue gases do not condense when the flue gases are cooled in the economizer unit 9. If possible, the temperature of the feed water also it is maintained at a temperature below a predetermined higher temperature to reduce the risk of boiling in the economizer unit 9. That is, the rate of heat transfer from the steam to the feed water in the condenser can be reduced if the water temperature of the The feed in the second feed water line is approaching the predetermined upper temperature.

Después de eso, el agua de alimentación se alimenta a un tambor de vapor 24 en la caldera de vapor 5. La caldera de vapor 5 comprende, además, un horno (no mostrado) y una red de tubos de agua de la caldera (no mostrada) conectados al tambor de vapor 24 y dispuestos de manera que el agua de la caldera que fluye a través de los tubos de agua de la caldera pueda absorber el calor generado por la quema de combustible en el horno. La quema de combustible en la caldera de vapor 5 da como resultado la generación de gases de combustión, que se envían a la unidad economizadora 9 a través del conducto de gases de combustión 10. El agua de la caldera fluye desde el tambor de vapor 24 a través de los tubos de agua de la caldera, absorbe el calor del horno y vuelve al tambor de vapor 24, en donde el vapor saturado se separa del agua de la caldera.Thereafter, the feed water is fed to a steam drum 24 in the steam boiler 5. The steam boiler 5 further comprises an oven (not shown) and a network of boiler water pipes (not shown) connected to the steam drum 24 and arranged so that the boiler water flowing through the boiler water pipes can absorb the heat generated by burning fuel in the furnace. The burning of fuel in the steam boiler 5 results in the generation of combustion gases, which are sent to the economizer unit 9 through the flue gas line 10. The water in the boiler flows from the steam drum 24 through the boiler water pipes, it absorbs the heat from the furnace and returns to the steam drum 24, where the saturated steam is separated from the boiler water.

Parte del vapor saturado se alimenta a través de un segundo conducto de vapor 11 a través de tres sobrecalentadores 12 dispuestos en serie a lo largo del segundo conducto de vapor 11. Los sobrecalentadores 12 se usan para aumentar aún más la temperatura del vapor para generar vapor sobrecalentado. El vapor sobrecalentado se suministra luego a una aplicación adecuada, tal como una turbina de vapor (no mostrada). En realizaciones alternativas, el sistema de caldera de vapor puede comprender cualquier número adecuado de sobrecalentadores. Parte del vapor saturado fluye desde el tambor de vapor 24 y a través del primer conducto de vapor 8 al condensador 2. El agua de alimentación que fluye a través del condensador 2 absorbe el calor del vapor. El vapor se condensa y el condensado se acumula en un depósito de condensado 22 (véase la Figura 2).Part of the saturated steam is fed through a second steam line 11 through three superheaters 12 arranged in series along the second steam line 11. The superheaters 12 are used to further increase the steam temperature to generate steam overheated. The superheated steam is then supplied to a suitable application, such as a steam turbine (not shown). In alternative embodiments, the steam boiler system may comprise any suitable number of superheaters. Some of the saturated steam flows from the steam drum 24 and through the first steam line 8 to the condenser 2. The feed water flowing through the condenser 2 absorbs the heat from the steam. The steam condenses and the condensate accumulates in a condensate tank 22 (see Figure 2).

El depósito de condensado 22 se conecta a una unidad de atemperación de agua de pulverización 13 por medio de un primer conducto de condensado 14. La unidad de atemperación de agua de pulverización 13 comprende dos atemperadores de agua de pulverización 13a, 13b. Los atemperadores de agua de pulverización 13a, 13b se conectan al segundo conducto de vapor 11 entre los sobrecalentadores 12 y están adaptados para inyectar un refrigerante en forma de agua de pulverización en el vapor sobrecalentado. La unidad de atemperación de agua de pulverización 13 permite la regulación de la temperatura del vapor sobrecalentado.The condensate tank 22 is connected to a spray water tempering unit 13 by means of a first condensate line 14. The spray water tempering unit 13 comprises two spray water tempering devices 13a, 13b. The spray water desuperheaters 13a, 13b are connected to the second steam line 11 between the superheaters 12 and are adapted to inject a coolant in the form of spray water into the superheated steam. The spraying water tempering unit 13 enables the temperature of the superheated steam to be regulated.

El primer conducto de condensado 14 tiene dos ramificaciones para suministrar condensado a los atemperadores de agua de pulverización 13a, 13b. Cada ramificación está provista de una segunda válvula reguladora 16a, 16b para regular el flujo de condensado a los atemperadores de agua de pulverización 13a, 13b. Una unidad de control 18 se acopla a las segundas válvulas reguladoras 16a, 16b y a tres sensores de temperatura 17a, 17b, 17c dispuestos para medir la temperatura del vapor sobrecalentado. La unidad de control 18 está adaptada para controlar las segundas válvulas reguladoras 16a, 16b y, por lo tanto, el flujo de condensado a través del primer conducto de condensado 14, en función de los valores de temperatura recibidos de los sensores de temperatura 17a, 17b, 17c.The first condensate line 14 has two branches for supplying condensate to the spray water desuperheaters 13a, 13b. Each branch is provided with a second regulating valve 16a, 16b to regulate the flow of condensate to the spray water desuperheaters 13a, 13b. A control unit 18 is coupled to the second regulating valves 16a, 16b and to three temperature sensors 17a, 17b, 17c arranged to measure the temperature of the superheated steam. The control unit 18 is adapted to control the second regulating valves 16a, 16b and, therefore, the flow of condensate through the first condensate line 14, depending on the temperature values received from the temperature sensors 17a, 17b, 17c.

[El depósito de condensado 22 también se conecta al tambor de vapor 24 en la caldera de vapor 5 por medio de un segundo conducto de condensado 15. Una primera válvula reguladora 19 se conecta al segundo conducto de condensado 15. La primera válvula reguladora 19 se acopla a la unidad de control 18, que utiliza la primera válvula reguladora 19 para regular el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado 15 y, por lo tanto, el nivel de condensado en el depósito de condensado 22 (véase la Figura 2) en función de la información recibida de un sensor de nivel de condensado 20 en el depósito de condensado y de un sensor de temperatura 26 conectado al segundo conducto de agua de alimentación 6 entre el condensador 2 y la unidad economizadora 9.[The condensate tank 22 is also connected to the steam drum 24 in the steam boiler 5 by means of a second condensate line 15. A first regulating valve 19 is connected to the second condensate line 15. The first regulating valve 19 is it couples to the control unit 18, which uses the first regulating valve 19 to regulate the flow of condensate through the second condensate line 15 and, therefore, the level of condensate in the condensate tank 22 (see Figure 2 ) based on the information received from a condensate level sensor 20 in the condensate tank and a temperature sensor 26 connected to the second feed water pipe 6 between condenser 2 and economizer unit 9.

La Figura 2 es una vista lateral esquemática del condensador 2 de la Figura 1, en el que algunas partes se han eliminado por motivos de claridad.Figure 2 is a schematic side view of the capacitor 2 of Figure 1, in which some parts have been removed for clarity.

El condensador 2 comprende un primer compartimento 21 conectado al primer conducto de agua de alimentación 3 y dispuesto para recibir agua de alimentación desde la fuente de agua de alimentación 20 (véase la Figura 1). El condensador 2 comprende, además, un depósito de condensado 22 conectado al primer conducto de vapor 8 y dispuesto para recibir vapor saturado del tambor de vapor 24 en la caldera de vapor 5 (véase la Figura 1). El condensador 2 también comprende un segundo compartimento 23 conectado al segundo conducto de agua de alimentación 6 para suministrar agua de alimentación precalentada a la caldera de vapor 5 (véase la Figura 1). El primer y segundo compartimentos 21, 23 se conectan por medio del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7, que comprende una pluralidad de conductos, que se extienden a través del depósito de condensado 22 y están adaptados para suministrar agua de alimentación desde el primer al segundo compartimento 21,23. El agua de alimentación desde el primer conducto de agua de alimentación 3 fluye hacia el primer compartimento 21 y desde allí a través del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7 hacia el segundo compartimento 23 y luego hacia el segundo conducto de agua de alimentación 6. El calor se transfiere en el condensador 2 del vapor saturado al agua de alimentación que fluye a través del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7, precalentando así el agua de alimentación mientras se genera condensado a partir del vapor, que se recoge en el depósito de condensado 22.Condenser 2 comprises a first compartment 21 connected to the first feed water line 3 and arranged to receive feed water from the feed water source 20 (see Figure 1). The condenser 2 further comprises a condensate tank 22 connected to the first steam line 8 and arranged to receive saturated steam from the steam drum 24 in the steam boiler 5 (see Figure 1). Condenser 2 also comprises a second compartment 23 connected to the second feed water line 6 to supply preheated feed water to the steam boiler 5 (see Figure 1). The first and second compartments 21, 23 are connected by means of the internal supply water supply system 7, which comprises a plurality of conduits, which extend through the condensate tank 22 and are adapted to supply supply water from the first to second compartment 21,23. The feed water from the first feed water line 3 flows to the first compartment 21 and from there through the internal feed water line 7 to the second compartment 23 and then to the second feed water line 6 The heat is transferred in the condenser 2 from the saturated steam to the feed water that flows through the internal feed water conduction system 7, thus preheating the feed water while generating condensate from the steam, which is collected in condensate tank 22.

El primer conducto de condensado 14 y el segundo conducto de condensado 15 se conectan al fondo del depósito de condensado 22. Esta disposición permite el vaciado completo del depósito de condensado 22 y aumenta el alcance del nivel de condensado. The first condensate line 14 and the second condensate line 15 are connected to the bottom of the condensate tank 22. This arrangement allows the complete emptying of the condensate tank 22 and increases the scope of the condensate level.

El nivel de condensado en el depósito de condensado 22 se mide por medio de un sensor de nivel de condensado 20 (mostrado esquemáticamente). El sensor de nivel de condensado 20 se controla por medio de la unidad de control 18 (véase la Figura 1).The condensate level in the condensate tank 22 is measured by means of a condensate level sensor 20 (shown schematically). The condensate level sensor 20 is controlled by means of the control unit 18 (see Figure 1).

A continuación, se describirá una primera realización del procedimiento de acuerdo con la invención con referencia a las Figuras 1 y 2.Next, a first embodiment of the method according to the invention will be described with reference to Figures 1 and 2.

El agua de alimentación se alimenta desde la fuente de agua de alimentación 4 al primer compartimento 21 en el condensador 2 a través del primer conducto de agua de alimentación 3. El agua de alimentación fluye desde el primer compartimento 21 al segundo compartimento 23 a través del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7. El agua de alimentación se precalienta a medida que fluye a través del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7 por el calor transferido desde el vapor en el depósito de condensado 22. El agua de alimentación precalentada se guía a través del segundo conducto de agua de alimentación 6 a la unidad economizadora 9, en donde la temperatura del agua de alimentación se eleva aún más por medio de gases de combustión calientes del horno en la caldera de vapor 5. El agua de alimentación fluye a través del segundo conducto de agua de alimentación 6 hacia la caldera de vapor 5 donde es recogida en el tambor de vapor 24. El tambor de vapor 24 suministra agua de la caldera a los tubos de agua de la caldera (no mostrados) y el calor del horno (no mostrado) evapora parte del agua de la caldera, después de lo cual el agua de la caldera y el vapor regresan al tambor de vapor 24 en donde el vapor saturado se separa del agua de la caldera. Parte del vapor saturado se suministra a una o más aplicaciones a través del segundo conducto de vapor 11 y parte del vapor saturado se suministra al depósito de condensado 22 en el condensador 2 a través del primer conducto de vapor 8. El calor del vapor saturado se transfiere desde el vapor en el depósito de condensado 22 al agua de alimentación que fluye a través del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7. El agua de alimentación actúa así como refrigerante para el vapor y el vapor condensado se recoge en el depósito de condensado 22. Parte del condensado se suministra a la unidad de atemperación de agua de pulverización 13 a través del primer conducto de condensado 14.The feed water is fed from the feed water source 4 to the first compartment 21 in the condenser 2 through the first feed water line 3. The feed water flows from the first compartment 21 to the second compartment 23 through the Internal feed water line system 7. The feed water is preheated as it flows through the internal feed water line system 7 by the heat transferred from the steam in the condensate tank 22. The feed water Preheated is guided through the second feed water line 6 to the economizer unit 9, where the feed water temperature is further raised by hot combustion gases from the furnace in the steam boiler 5. The Feed flows through the second feed water line 6 to the steam boiler 5 where it is collected in the steam drum 24. E The steam drum 24 supplies boiler water to the boiler water pipes (not shown) and the heat from the oven (not shown) evaporates some of the boiler water, after which the boiler water and the Steam return to steam drum 24 where the saturated steam is separated from the boiler water. Part of the saturated steam is supplied to one or more applications through the second steam line 11 and part of the saturated steam is supplied to the condensate tank 22 in the condenser 2 through the first steam line 8. The heat from the saturated steam is transfers from the steam in the condensate tank 22 to the feed water that flows through the internal feed water conduction system 7. The feed water thus acts as a refrigerant for the steam and the condensed steam is collected in the fuel tank condensate 22. Part of the condensate is supplied to the spray water tempering unit 13 through the first condensate line 14.

La velocidad de transferencia de calor en el condensador 2 depende del nivel de condensado en el depósito de condensado 22. Un aumento del nivel de condensado reduce el área superficial del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7 expuesto al vapor mientras que una disminución del nivel de condensado aumenta el área superficial del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7 expuesto al vapor. Un nivel de condensado más alto da como resultado una velocidad de transferencia de calor más baja, mientras que un nivel de condensado más bajo da como resultado una velocidad de transferencia de calor más alta.The rate of heat transfer in condenser 2 depends on the level of condensate in condensate tank 22. An increase in the level of condensate reduces the surface area of the internal feed water conduction system 7 exposed to steam while a decrease in the Condensate level increases the surface area of the internal feed water conduction system 7 exposed to steam. A higher condensate level results in a lower heat transfer rate, while a lower condensate level results in a higher heat transfer rate.

a unidad de control 18 usa la primera válvula reguladora 19 en el segundo conducto de condensado 15 para regular el flujo de condensado fuera del depósito de condensado 22 a través del segundo conducto de condensado 15. Es decir, el nivel de condensado en el depósito de condensado 22 se puede ajustar independientemente de la necesidad de condensado en la unidad de atemperación de agua de pulverización 13.The control unit 18 uses the first regulating valve 19 in the second condensate line 15 to regulate the flow of condensate out of the condensate tank 22 through the second condensate line 15. That is, the level of condensate in the condensate tank Condensate 22 can be adjusted independently of the need for condensate in the spray water tempering unit 13.

La unidad de control 18 se acopla al sensor de nivel de condensado 20 y al sensor de temperatura 26 y recibe continuamente información relacionada con el nivel de condensado en el depósito de condensado 22 y la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación 6. La unidad de control 18 controla la primera válvula reguladora 19 en función de esta información. Si el sensor de temperatura 26 registra una temperatura del agua de alimentación por debajo de una temperatura inferior predeterminada (lo que indica que la temperatura del agua de alimentación se acerca o ha alcanzado una temperatura que puede provocar daños por corrosión en la unidad economizadora 9), entonces la unidad de control 18 utiliza la primera válvula reguladora 19 para aumentar el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado 15, lo que da como resultado un nivel de condensado más bajo en el depósito de condensado 22 y un aumento de la velocidad de transferencia de calor del vapor al agua de alimentación. De manera similar, si el sensor de temperatura 26 registra una temperatura del agua de alimentación por encima de una temperatura superior predeterminada (lo que indica que la temperatura del agua de alimentación se acerca o ha alcanzado una temperatura que puede conducir a la generación de vapor en la unidad economizadora 9), entonces la unidad de control 18 usa la primera válvula reguladora para reducir el flujo de condensado a través de la segunda unidad de condensado 15 y elevar el nivel de condensado en el depósito de condensado 22, a fin de reducir la velocidad de transferencia de calor del vapor al agua de alimentación.The control unit 18 is coupled to the condensate level sensor 20 and to the temperature sensor 26 and continuously receives information related to the level of condensate in the condensate tank 22 and the temperature of the feed water in the second supply water line. supply 6. Control unit 18 controls the first regulating valve 19 based on this information. If the temperature sensor 26 registers a feed water temperature below a predetermined lower temperature (indicating that the feed water temperature is approaching or has reached a temperature that can cause corrosion damage to the economizer unit 9) , then the control unit 18 uses the first regulating valve 19 to increase the condensate flow through the second condensate line 15, resulting in a lower condensate level in the condensate tank 22 and an increase in the rate of heat transfer from steam to feed water. Similarly, if the temperature sensor 26 registers a feedwater temperature above a predetermined higher temperature (indicating that the feedwater temperature is approaching or has reached a temperature that may lead to the generation of steam in the economizer unit 9), then the control unit 18 uses the first regulating valve to reduce the flow of condensate through the second condensate unit 15 and to raise the level of condensate in the condensate tank 22, in order to reduce the rate of heat transfer from steam to feed water.

La unidad de control 18 también está adaptada para garantizar que el nivel de condensado en el depósito de condensado 22 permanezca por debajo de un nivel máximo predeterminado. El nivel máximo puede estar, por ejemplo, en un nivel en el que la totalidad o la mayor parte del sistema interno de conducción de agua de alimentación 7 esté cubierto por condensado. Cuando el nivel de condensado alcanza el nivel máximo, la unidad de control 18 puede aumentar el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado 15. La unidad de control 18 también puede adaptarse para garantizar que el nivel de condensado en el depósito de condensado 22 permanezca por encima de un nivel mínimo predeterminado, a fin de garantizar que la cantidad de condensado en el depósito de condensado 22 es suficiente para enfriar el vapor sobrecalentado en los atemperadores de agua de pulverización 13a, 13b. Cuando el nivel de condensado cae por debajo del nivel mínimo, la unidad de control 18 reduce el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado 15.The control unit 18 is also adapted to ensure that the level of condensate in the condensate tank 22 remains below a predetermined maximum level. The maximum level may be, for example, at a level in which all or most of the internal supply water conduction system 7 is covered by condensate. When the condensate level reaches the maximum level, the control unit 18 can increase the condensate flow through the second condensate line 15. The control unit 18 can also be adapted to ensure that the condensate level in the condensate tank 22 remains above a predetermined minimum level, to ensure that the amount of condensate in the condensate tank 22 is sufficient to cool the superheated steam in the spray 13a, 13b. When the condensate level falls below the minimum level, the control unit 18 reduces the flow of condensate through the second condensate line 15.

La Figura 3 muestra una segunda realización de un sistema de caldera de vapor 1 de acuerdo con la invención. La principal diferencia entre las realizaciones primera y segunda del primer y segundo sistema de caldera de vapor 1 es que el segundo conducto de condensado 15 en la segunda realización está conectado a la fuente de agua de alimentación 4, de modo que el exceso de condensado en el condensador 2 se devuelve a la fuente de agua de alimentación 4.Figure 3 shows a second embodiment of a steam boiler system 1 according to the invention. The main difference between the first and second embodiments of the first and second steam boiler system 1 is that the second condensate line 15 in the second embodiment is connected to the feed water source 4, so that the excess condensate in condenser 2 is returned to feed water source 4.

La Figura 4 muestra una tercera realización de un sistema de caldera de vapor 1 de acuerdo con la invención. El sistema de caldera de vapor 1 de la Figura 4 comprende un condensador adicional 42.Figure 4 shows a third embodiment of a steam boiler system 1 according to the invention. The steam boiler system 1 of Figure 4 comprises an additional condenser 42.

Los condensadores 2, 42 están conectados a los mismos primer y segundo conductos de agua 3, 6 y al mismo primer conducto de condensado 14. Los condensadores 2, 42 se conectan a la caldera de vapor 5 por medio de los respectivos conductos de vapor 8, 48.The condensers 2, 42 are connected to the same first and second water lines 3, 6 and to the same first condensate line 14. The condensers 2, 42 are connected to the steam boiler 5 by means of the respective steam lines 8 , 48.

Los condensadores 2, 42 también están conectados a un segundo conducto de condensado común 15. El sistema de caldera de vapor de la Figura 4 comprende, además, dos primeras válvulas reguladoras 19 para regular el flujo de condensado a través del segundo conducto de condensado 15. Las válvulas reguladoras 19 están dispuestas en ramificaciones respectivas del segundo conducto de condensado 15. Cada ramificación está conectada a un condensador respectivo 2, 42, de modo que cada primera válvula reguladora 19 puede usarse para regular el flujo de condensado desde un depósito de condensado respectivo. Las primeras válvulas reguladoras 19 se controlan por medio de la unidad de control 18 en función de la información recibida del sensor de temperatura 26 y los sensores de nivel de condensado 20, 44.Condensers 2, 42 are also connected to a second common condensate line 15. The steam boiler system of Figure 4 further comprises two first regulating valves 19 to regulate the flow of condensate through the second condensate line 15 Regulating valves 19 are arranged in respective branches of the second condensate line 15. Each branch is connected to a respective condenser 2, 42, so that each first regulating valve 19 can be used to regulate the flow of condensate from a condensate tank. respective. The first regulating valves 19 are controlled by means of the control unit 18 based on the information received from the temperature sensor 26 and the condensate level sensors 20, 44.

De manera alternativa, en una realización que no se muestra en las Figuras, un sistema de caldera de vapor puede comprender dos condensadores conectados a un segundo conducto de condensado común, en el que una primera válvula reguladora única está dispuesta en el segundo conducto de condensado común para controlar el flujo de condensado de ambos condensadores.Alternatively, in an embodiment not shown in the Figures, a steam boiler system may comprise two condensers connected to a second common condensate line, in which a single first regulating valve is arranged in the second condensate line common to control the flow of condensate from both condensers.

El experto en la materia entiende que el alcance de la protección proporcionada por las reivindicaciones no se limita a las realizaciones descritas anteriormente. Las realizaciones se pueden combinar y modificar de muchas maneras sin apartarse del ámbito de protección. Por ejemplo, la unidad de control puede comprender una pluralidad de unidades de control separadas, en donde una unidad de control está adaptada para controlar la primera válvula reguladora y la otra unidad de control está adaptada para controlar las segundas válvulas reguladoras. El segundo conducto de condensado de la Figura 1 puede conectarse a cualquier parte adecuada dentro del sistema de condensado de vapor y puede incorporar dos o más condensadores. The person skilled in the art understands that the scope of protection provided by the claims is not limited to the embodiments described above. The embodiments can be combined and modified in many ways without departing from the scope of protection. For example, the control unit may comprise a plurality of separate control units, where one control unit is adapted to control the first regulating valve and the other control unit is adapted to control the second regulating valves. The second condensate line in Figure 1 can be connected to any suitable part within the steam condensate system and can incorporate two or more condensers.

Claims (8)

REIVINDICACIONES 1. Sistema de caldera de vapor (1) que comprende:1. Steam boiler system (1) comprising: - una caldera de vapor (5) que genera vapor a partir del agua de alimentación;- a steam boiler (5) that generates steam from the feed water; - un condensador (2; 42) que transfiere calor de dicho vapor a dicha agua de alimentación;- a condenser (2; 42) that transfers heat from said steam to said feed water; - un primer conducto de agua de alimentación (3) que conecta dicho condensador (2; 42) a una fuente de agua de alimentación (4) para suministrar agua de alimentación a dicho condensador (2; 42);- a first feed water line (3) connecting said condenser (2; 42) to a feed water source (4) to supply feed water to said condenser (2; 42); - un segundo conducto de agua de alimentación (6) que conecta dicho condensador (2) a dicha caldera de vapor (5) para alimentar agua de alimentación desde dicho condensador (2) a dicha caldera de vapor (5);- a second feed water line (6) connecting said condenser (2) to said steam boiler (5) to feed feed water from said condenser (2) to said steam boiler (5); - un primer conducto de vapor (8; 48) que conecta dicha caldera de vapor (5) y dicho condensador (2; 42) para suministrar vapor a dicho condensador (2; 42) desde dicha caldera de vapor (5);- a first steam duct (8; 48) connecting said steam boiler (5) and said condenser (2; 42) to supply steam to said condenser (2; 42) from said steam boiler (5); - un depósito de condensado (22) dispuesto para recoger el condensado generado a partir de dicho vapor en dicho condensador (2; 42);- a condensate tank (22) arranged to collect the condensate generated from said steam in said condenser (2; 42); - un primer conducto de condensado (14) que conecta dicho depósito de condensado (22) a una unidad de atemperación (13);- a first condensate duct (14) connecting said condensate tank (22) to a tempering unit (13); comprendiendo además dicho sistema de caldera(1):further comprising said boiler system (1): - un segundo conducto de condensado (15) conectado a dicho depósito de condensado (22) y directamente a un tambor de vapor (24) en dicha caldera de vapor (5) para alimentar condensado fuera dicho depósito de condensado (22) y dentro de dicho tambor de vapor (24);- a second condensate duct (15) connected to said condensate tank (22) and directly to a steam drum (24) in said steam boiler (5) to feed condensate outside said condensate tank (22) and into said steam drum (24); - una primera válvula reguladora (19) dispuesta para regular el flujo de condensado a través de dicho segundo conducto de condensado (15);- a first regulating valve (19) arranged to regulate the flow of condensate through said second condensate line (15); - una unidad economizadora (9) conectada al segundo conducto de agua de alimentación (6) entre dicha caldera de vapor (5) y dicho condensador (2; 42);- an economizer unit (9) connected to the second feed water pipe (6) between said steam boiler (5) and said condenser (2; 42); - al menos un sensor de temperatura (26) adaptado para medir al menos un parámetro indicativo de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación (6);- at least one temperature sensor (26) adapted to measure at least one parameter indicative of the temperature of the supply water in the second supply water conduit (6); - una unidad de control (18) adaptada para controlar dicha primera válvula reguladora (19) al menos parcialmente en función de la información recogida por dicho sensor de temperatura (26); y- a control unit (18) adapted to control said first regulating valve (19) at least partially depending on the information collected by said temperature sensor (26); Y - al menos un sensor de nivel de condensado (20; 44) adaptado para medir al menos un parámetro indicativo del nivel de condensado en el depósito de condensado (22),- at least one condensate level sensor (20; 44) adapted to measure at least one parameter indicative of the level of condensate in the condensate tank (22), - dicha unidad de control (18) está acoplada al menos a un sensor de temperatura (26) y al menos a un sensor de nivel de condensado (20; 44);- said control unit (18) is coupled to at least one temperature sensor (26) and at least one condensate level sensor (20; 44); estando dicha unidad de control (18) adaptada para controlar dicha primera válvula reguladora (19) al menos parcialmente en función de la información recopilada por dicho sensor de nivel de condensado (20; 44).said control unit (18) being adapted to control said first regulating valve (19) at least partially based on the information collected by said condensate level sensor (20; 44). 2. Sistema de caldera de vapor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo dicho sistema de caldera de vapor (1) más de un condensador (2; 42).2. Steam boiler system (1) according to claim 1, said steam boiler system (1) comprising more than one condenser (2; 42). 3. Procedimiento para controlar un sistema de caldera de vapor (1), comprendiendo dicho sistema de caldera de vapor (1) una caldera de vapor (5), un condensador (2; 42), un primer conducto de agua de alimentación (3) que conecta dicho condensador (2; 42) a una fuente de agua de alimentación (4), un segundo conducto de agua de alimentación (6) que conecta dicho condensador (2; 42) a dicha caldera de vapor (5), un sensor de temperatura (26) conectado a dicho segundo conducto de agua de alimentación (6) entre el condensador (2) y la unidad economizadora (9) y conectado a la unidad de control (18), un primer conducto de vapor (8; 48) que conecta dicha caldera de vapor (5) y dicho condensador (2; 42), un depósito de condensado (22), un primer conducto de condensado (14) que conecta dicho depósito de condensado (22) a una unidad de atemperación (13), y una unidad economizadora (9) conectada al segundo conducto de agua de alimentación (6) entre dicha caldera de vapor (5) y dicho condensador (2; 42), comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:3. Procedure for controlling a steam boiler system (1), said steam boiler system (1) comprising a steam boiler (5), a condenser (2; 42), a first feed water line (3 ) that connects said condenser (2; 42) to a supply water source (4), a second supply water pipe (6) that connects said condenser (2; 42) to said steam boiler (5), a temperature sensor (26) connected to said second feed water line (6) between the condenser (2) and the economizer unit (9) and connected to the control unit (18), a first steam line (8; 48) connecting said steam boiler (5) and said condenser (2; 42), a condensate tank (22), a first condensate line (14) connecting said condensate tank (22) to a tempering unit (13), and an economizer unit (9) connected to the second feed water pipe (6) between said steam boiler (5) and said count nsador (2; 42), said procedure comprising the steps of: - suministrar agua de alimentación a dicho condensador (2; 42) a través de dicho primer conducto de agua de alimentación (3);- supplying feed water to said condenser (2; 42) through said first feed water line (3); - suministrar agua de alimentación desde dicho condensador (2; 42) a dicha caldera de vapor (5) a través de dicho segundo conducto de agua de alimentación (6);- supplying feed water from said condenser (2; 42) to said steam boiler (5) through said second feed water pipe (6); - utilizar dicha caldera de vapor (5) para generar vapor a partir de dicha agua de alimentación;- using said steam boiler (5) to generate steam from said feed water; - suministrar vapor desde dicha caldera de vapor (5) a dicho condensador (2; 42) a través de dicho primer conducto de vapor (8; 48);- supplying steam from said steam boiler (5) to said condenser (2; 42) through said first steam line (8; 48); - utilizar dicho condensador (2; 42) para transferir calor de dicho vapor a dicha agua de alimentación para precalentar dicha agua de alimentación y generar condensado a partir de dicho vapor;- using said condenser (2; 42) to transfer heat from said steam to said feed water to preheat said feed water and generate condensate from said steam; - recoger dicho condensado en dicho depósito de condensado (22);- collecting said condensate in said condensate tank (22); en el quein which una primera válvula reguladora (19) se acopla a una unidad de control (18), a first regulating valve (19) is coupled to a control unit (18), dicha unidad de control (18) utiliza la primera válvula reguladora (19) para controlar un flujo de condensado desde dicho depósito de condensado (22) y hacia un tambor de vapor (24) en dicha caldera de vapor (5) a través de un segundo conducto de condensado (15) conectado a dicho depósito de condensado (22) y directamente a dicho tambor de vapor (24) y, por lo tanto, el nivel de condensado en el depósito de condensado (22) está en función de la información recibida de un sensor de nivel de condensado (20) en el depósito de condensado (22 ) y de un sensor de temperatura (26); en el que la velocidad de transferencia de calor en el condensador (2; 42) depende del nivel de condensado en el depósito de condensado (22).said control unit (18) uses the first regulating valve (19) to control a flow of condensate from said condensate tank (22) and towards a steam drum (24) in said steam boiler (5) through a second condensate line (15) connected to said condensate tank (22) and directly to said steam drum (24) and, therefore, the level of condensate in the condensate tank (22) is a function of the information received from a condensate level sensor (20) in the condensate tank (22) and from a temperature sensor (26); wherein the rate of heat transfer in the condenser (2; 42) depends on the level of condensate in the condensate tank (22). 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:4. Procedure according to claim 3, said procedure comprising the steps of: - medir continuamente al menos un parámetro indicativo de la temperatura del agua de alimentación en el segundo conducto de agua de alimentación (6); y- continuously measure at least one parameter indicative of the temperature of the feed water in the second feed water line (6); Y - controlar dicha primera válvula reguladora (19) al menos parcialmente en función de dichas mediciones.- controlling said first regulating valve (19) at least partially as a function of said measurements. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:5. Procedure according to claim 4, said procedure comprising the steps of: - medir continuamente al menos un parámetro indicativo del nivel de condensado en dicho depósito de condensado (22); y- continuously measuring at least one parameter indicative of the level of condensate in said condensate tank (22); Y - controlar dicha primera válvula reguladora (19) al menos parcialmente en función de dichas mediciones.- controlling said first regulating valve (19) at least partially as a function of said measurements. 6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3-5, que comprende la etapa de regular el flujo de condensado a través de dicho segundo conducto de condensado (15) para asegurar que la temperatura del agua de alimentación en un punto específico en el segundo conducto de agua de alimentación (6) se mantenga por encima de una temperatura inferior predeterminada.6. Method according to any one of claims 3-5, comprising the step of regulating the flow of condensate through said second condensate conduit (15) to ensure that the temperature of the feed water at a specific point in the second feed water line (6) is maintained above a predetermined lower temperature. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende la etapa de regular el flujo de condensado a través de dicho segundo conducto de condensado (15) para mantener la temperatura del agua de alimentación en dicho punto específico en el segundo conducto de agua de alimentación (6) por debajo de una temperatura superior predeterminada.7. Method according to claim 6, comprising the step of regulating the flow of condensate through said second condensate line (15) to maintain the temperature of the feed water at said specific point in the second water line of feed (6) below a predetermined upper temperature. 8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3-7, que comprende la etapa de regular el flujo de condensado a través de dicho segundo conducto de condensado (15) para asegurar que el nivel de condensado en el depósito de condensado (22) se mantenga dentro de un intervalo predeterminado. The method according to any one of claims 3-7, comprising the step of regulating the flow of condensate through said second condensate line (15) to ensure that the level of condensate in the condensate tank (22 ) stays within a predetermined range.
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